正版现货新书 工程热力学 9787519881689 华永明主编

华永明， 东南大学教学督导，东南大学能源与环境学院《工程热力学》、全校通选课《能源与环境纵横》等课程的教学。主编《工程热力学》，参编《锅炉原理》。

序1 苦甘吾自知

序2 致我们听华老师讲热力学的日子

序3 无阻力不做功

前言

第一版前言

符号说明

热力学史上的科学家

绪论

第一章 基本概念

第一节 热力系

第二节 热力状态和热力过程

第三节 状态参数

第四节 状态方程和状态图

习题

第二章 热力学第一定律

第一节 简单可压缩系的能量形式

第二节 闭口系能量方程

第三节 开口系能量方程

第四节 稳定流动能量方程

第五节 稳定流动能量方程的应用

习题

第三章 热力学第二定律

第一节 可逆过程和不可逆过程

第二节 卡诺定理

第三节 状态参数——熵

第四节 克劳修斯不等式

第五节 过程中的熵

第六节 熵方程

第七节 热力学第二定律

第八节 系统的可用能分析

习题

第四章 理想气体的性质和过程

第一节 理想气体的模型和状态方程

第二节 理想气体的参数

第三节 理想气体混合物

第四节 理想气体的基本热力过程

第五节 理想气体的多变过程

第六节 理想气体的绝热自由膨胀和节流过程

第七节 理想气体的混合过程

第八节 理想气体的充放气过程

习题

第五章 气体的高速流动

第一节 一元流动基本方程

第二节 气体等熵流动的定性分析

第三节 气体等熵流动的定量分析

第四节 气体不可逆流动过程

习题

第六章 气体的压缩过程

第一节 气体压缩过程的一般分析

第二节 单级活塞式压缩机

第三节 活塞式压缩机的余隙容积

．第四节 多级活塞式压缩机

习题

第七章 气体动力循环

第一节 汽油机循环

第二节 柴油机循环

第三节 燃气轮机循环

第四节 斯特林机循环

习题

第八章 水和水蒸气的性质及其动力循环

第一节 实际气体的状态方程

第二节 水和水蒸气的性质

第三节 水和水蒸气的过程

第四节 朗肯循环

第五节 参数对朗肯循环的影响

第六节 再热循环

第七节 回热循环

习题

第九章 湿空气

第一节 湿空气的基本性质

第二节 湿空气的参数

第三节 湿空气过程

习题

……

第十章 制冷循环

第十一章 热力学一般关系式

第十二章 化学热力学基础

附录

参考文献

绪论

一、热力学的研究任务

热力学主要研究热能向机械能转换的过程。

自然界存在着不同形式的能源，从其来源来说，可以分成三类:一类来自太阳，包括太阳辐射能、由太阳辐射转换来的风能、水能、生物质能等，煤、石油、天然气等化石能源是由生物质能转变而来的，本质上也是一种太阳能;第二种是来自地球内部元素衰变放出的能量，包括地热能和用于发电的核能;第三种来自地球和月亮、太阳间的引力相互作用，即潮汐能。这三种来源的能量，可以通过各种形式为人们所利用，最常见的有热能、电能、机械能(动能和位能)等。对现代社会而言，人们最需要的能量形式是电能，因为它可由其他形式的能量转换而来，也可以方便地转换成为其他形式的能量。电能转换的规模可以很大，利用方式可以很多，输送也很方便，已经成为现代社会生活的基石。

现代社会的主力能源是化石燃料(包括煤、石油和天然气)，核能、水能、风能和太阳辐射能也占据一定的比例。这些能源中，化石燃料、核能以及今后将成为主力的太阳能热发电，都必须以热能为中间能源，通过一系列的过程最终转化为能为人们利用的机械能或电能。

因此，从人类社会的现状和未来看，如何把热能转换成机械能并继续转换成电能将一直是社会的重要任务，而热力学以此过程为研究对象，在一个相当长的时间内都将发挥重要的作用。

二、热力学的发展史

回顾历史，可以发现，人类首先和“热”这一现象存在各种各样的关系，到了近代，人们开始研究和利用热所具有的做功的特性，即热所具有的“力”的特性。

火山爆发或雷击等自然原因引发了火灾，早期人类发现，火和太阳一样可以给人“温暖”的感觉，而且，过火区域的植物或在火中丧生的动物作为食物的口感变得好多了，消化吸收也容易多了。因此，早期人类开始有意识地保存火种，一方面用火取暖(还包括照明和夜间驱赶野兽)，另一方面把火作为烤熟食物的能源。人类通过熟食的方式，增强了对蛋白质的吸收，促进了大脑器官的发育和智力的发展，同时，火强化了早期人类对抗自然界恶劣环境的能力，这都加速了早期人类的进化速度。

在人类进人以制造工具为主要特征的文明发展阶段后，人们首先借助火的力量烧制了简单的陶器。随着对火的利用能力的提高，人们开始烧制青铜器具，再到炼铁和铁器的制造。应该说，用火能力的增强，使人们制造工具的能力增强，这是文明发展的一个重要特征。

在实践发展的同时，人们开始从哲学角度思考世界的构成，并且巧合的是，无论是东方文化中“金木水火土”的五行说，还是古希腊“水火土气”的四元素说，都把火作为世界构成的基础要素。这一阶段，中国东汉时期的哲学家王充提出了“冷不自生”的说法，第一次指出了自然过程具有方向性，在当时无疑是领先的思想。

从16世纪起，西方开始了文艺复兴为主的近代科学发展，从此，热力学进人了理论和实践相互印证、相互促进的科学发展历程。

1、热力学的早期探索

在近代科学发展的各个领域，都不得不提到一个具有革命开创精神的伟大人物，他就是伽利略。在伽利略生活的时代，意大利是世界文明的中心，特别是手工业、矿业在世界处于领先位置。当时，意大利矿业开采的矿井正在逐渐变深，需要水泵把矿井中的水抽出，但托斯卡纳地区的水泵制造商发现水泵只能把10m深处的水抽出，超过这个深度，水泵无法工作。伽利略听说这一问题后，马上判断这是因为大气有重量而导致的。随后，伽利略的学生托里拆利于1643年进行了著名的水银管试验，得到了大气压力的具体数值。伽利略根据封闭压力随温度变化的性质，制造了气压式温度计，如图0-1所示。现在知道，这个气压式温度计的读数不仅受温度的影响，还会受大气压力的影响，因此不是可靠的测温仪器。当但是，伽利略和托里拆利大气压力的实验尝试拉开了热力学定量研究的大幕，紧随其后，在大气压力这个问题上进行研究的是法国物理学家、数学家帕斯卡。财来杆三改6如果要评神童的话，帕斯卡显然是够格的，他在父亲和姐姐的培养下完成教育，很小时就独立发现了欧几里得几何学中的前32条定理，并且在12岁时证明了三角形的内角之和为180。从1647年开始，帕斯卡对流体压力进行了系统的研究，用理论证明了液体的压力只和液体的高度有关，并且亲自演示了一根长细管压破酒桶的实验(帕斯卡裂桶实验见图0-2).帕斯卡证明了同一地点的大气压力和天气之间存在关系，因此可以用大气压力变化来对天气进行预测;他通过测量山顶和山脚大气压力的变化，发现了大气压力随高度降低的规律。当然，帕斯卡体弱多病(39岁时就逝世了)，因此爬山这样的事情是交给他的侄子做的，不会亲力亲为。帕斯卡对流体压力进行的研究为他贏得了崇高的荣誉他的名字成为压力的单位。

本书共十二章，主要讲述热力学基本概念、基本定律、气体和蒸汽的热力性质以及各种热力过程和热力循环，对热力学基本关系式和化学热力学也作了扼要的介绍。书中附有例题和习题以及必要的热工图表。全书采用我国法定计量单位，但考虑到当前工程实际，对某些工程单位也做了必要的说明。本书立足于“教”和“学”，力图能让学生很轻松快乐地理解概念、掌握原理和方法，在文字和图形上力求讲解清晰明白，在符号系统上力图简化，在章节安排上注意教学时间的控制，在内容上注重前后衔接和逻辑的严密性。本书前十章适用64学时教学，第十一、十二章为72学时增加的授课内容。